精炼钢水流动性差的原因分析与改进课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/27,#,精炼钢水流动性差的原因分析与改进,郭振宇,2024/11/18,1,精炼钢水流动性差的原因分析与改进郭振宇2023/10/51,摘要,1,contents,目录,LF,精炼钢水流动性差的原因,2,结论,16,过程分析及解决办法,3,2024/11/18,2,摘要,摘 要,精炼钢水由于含,Al,量高，在生产过程中极易氧化生成,Al2O3,夹杂，造成钢水流动性变差，浇注困难。通过强化转炉吹炼控制，降低钢水氧含量，改进精炼造渣、吹氩和喂线等工艺操作，降低钢水中夹杂物，提高含铝钢水流动性。,2024/11/18,3,摘 要 精炼钢水由于含Al量高，在生产过程中极易氧,LF,精炼钢水流动性差的主要原因是在精炼或浇注过程中钢水中的,Al,氧化，生成大量尖锐、带刺状且熔点较高的,AL,2,O,3,夹杂，在浇注过程中粘附倒水口内壁上，堵塞水口，造成钢水流动性变差。在生产实践中，常规做法是采用钙处理的方法，使铝脱氧的产物呈液态，促进铝夹杂物上浮。铝夹杂物随钙含量增加呈以下变化形态：,Al,2,O,3,CaO,6 Al,2,O,3,CaO,2Al,2,O,3,CaO,Al,2,O,3,12CaO,7 Al,2,O,3,3CaO,Al,2,O,3,CaO,。当夹杂物成分位于,CaO,Al,2,O,3,、,12CaO,7 Al,2,O,3,、,3CaO,Al,2,O,3,的低熔点区域时，在适当的浇铸温度下，钙铝酸盐类夹杂物在钢水中以液相存在。,2,、,LF,精炼钢水流动性差的原因分析,夹杂物,晶体结构,密度,(g/cm,3,),熔化温度,(,o,C),显微硬度,(Kg/mm,2,),Al,2,O,3,三角系,3.96,2052,3750,C6A,立方系,3.28,1850,2200,C2A,单斜晶系,2.91,1750,1100,CA,单斜晶系,2.98,1605,930,12C7A,立方体,2.83,1455,3CA,立方体,3.04,1535,CaO,立方体,3.34,2570,400,2024/11/18,4,LF精炼钢水流动性差的主要原因是在精炼或浇注,若钙的加入量过多，易形成高熔点的,CaS,（熔点为,2450,），会恶化钢水的流动性。生产含铝的精炼钢种时，随着,Al,含量的增加，氧的活度呈降低趋势，有利于硫化物的形成；随着硫含量的增加，易形成高熔点的,CaS,。钢水温度降低时，氧的活度降低也有利于,CaS,的形成，从而影响钢水的流动性。,2,、,LF,精炼钢水流动性差的原因分析,图,2,钢中铝、硫含量对,CaS,生成的影响,2024/11/18,5,若钙的加入量过多，易形成高熔点的CaS（熔,3.1,控制转炉钢水的流动性,3,、过程分析及解决办法,吹炼后期造渣剂的加入、终点温度和,C,含量等因素直接影响钢水氧化性，因此要根据不同钢种的要求，最大限度地提高出钢碳含量和控制出钢温度，降低钢水氧化性。,转炉渣为强氧化性炉渣，应严格控制出钢时的下渣量。,脱氧合金化过程对钢水中氧含量起着决定性作用，应强化精炼钢种终脱氧，适当增加终脱氧剂用量，同时脱氧合金化过程严格按规程操作。,吹炼过程的控制,出钢过程控制,脱氧合金化过程控制,转炉终点钢水氧含量过高时造成钢中,Al,大量氧化的主要原因，需严格控制钢水终点氧活度。,2024/11/18,6,3.1控制转炉钢水的流动性3、过程分析及解决办法吹炼后期造渣,3.2,出钢顶渣的加入,结果,提前称量，保证了出钢过程中顶渣剂及时加入，并能够在钢水搅拌作用下促进顶渣及时熔化，促进钢水脱氧合金化过程夹杂物的及时上浮。,解决办法,具体操作是，生产精炼钢种时，在吹炼过程中按照钢种成分和质量要求，提前设定好顶渣剂（活性石灰）加入量，并将称量好的顶渣剂放至石灰下料仓，出钢过程中操作炉后放料插板阀将顶渣剂放入钢包，同时加入部分萤石以保证化渣质量。,过程分析,提高钢水流动性，促进精炼钢水夹杂物上浮吸收的前提是造好低氧化性、碱度适合的精炼渣。,3,、过程分析及解决办法,2024/11/18,7,3.2出钢顶渣的加入结果 提前称量，保证了出钢过程,3.3,出钢吹氩工艺改进,在出钢过程中加入顶渣剂易造成结块及包裹合金现象，顶渣剂的加入时间需在合金加入之后。由于整个出刚过程时间较短，加入顶渣剂后时间所剩不多，造成顶渣剂熔融效果不好而堆积在钢包表面，起不到提前化渣的效果。另外，由于顶渣堆积后结壳，在精炼过程进行吹氩操作时钢水无法进行正常翻动，加之提温操作时电极下探时极易折断，达不到顶渣预先加入的效果。,3,、过程分析及解决办法,为解决以上问题，对钢水出钢吹氩工艺进行改进，吹氩控制由静态变为动态，即根据钢包内钢水量及渣量的多少，在出钢及钢水转用过程中采用变氩气流量控制操作，提高吹氩效果来控制,LF,顶渣化渣效果。间接提高钢水流动性及精炼效果。,2024/11/18,8,3.3出钢吹氩工艺改进 在出钢过程中加入顶渣,皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下：,1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。,皮肌炎图片,皮肌炎的症状表现,皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重,9,3.4,精炼造渣,3,、过程分析及解决办法,提高精炼钢水流动性的根本是降低钢水中夹杂物特别是,Al,2,O,3,夹杂物的含量，包括减少精炼过程夹杂物的生成和促进钢水中夹杂物的上浮吸收。,LF,钢水精炼过程主要是钢水和还原性顶渣反应的过程，因此要求精炼渣具有高碱度、低氧化性、低熔点的特点，具有进步脱硫和脱氧吸附夹杂的能力；而转炉炉渣,FeO,含量一般在,15%,20%,，氧化性较强，必须采取快速还原造渣工艺，减少钢水和炉渣中氧含量。,改进精炼造渣工艺，一方面根据钢种成分要求，采用碳粉、铝粒和,SiC,进行前期快速脱氧操作，控制渣中,FeO,0.5%,，形成流动性良好的白渣；另一方面采用新型预熔精炼渣来促进炉渣熔化和调整炉渣成分，改进精炼渣吸附夹杂的能力，促进钢种的,ON,含量降低。,问题分析,解决办法,2024/11/18,10,3.4精炼造渣3、过程分析及解决办法 提高,3.5,精炼喂铝线,LF,开始投用的初期，由于考虑到精炼前期钢水氧含量较高，此时喂铝线易形成,Al,2,O,3,夹杂，因而采用精炼后期喂铝线工艺。经过一段时间的应用发现，大部分精炼钢水以低碳钢为主，钢水中氧含量相对较高，即使经过精炼前期的脱氧操作，钢水中氧含量任然较高。同时由于铝的还原性极强，采取后期喂入铝线的工艺不可避免地造成,Al,与钢水及炉渣中氧化物夹杂反应形成大,Al,2,O,3,夹杂，又因为精炼后期吹氩时间较短，夹杂物上浮慢，造成钢水中,Al,2,O,3,较多，从而影响了钢水纯净度和钢水的流动性。由于采取精炼后期喂铝线，铝的收得率不稳定，为保证钢水含铝量，通常喂入大量铝线，造成钢水中铝含量偏高，有进一步使钢水流动性变差的趋势。为合理控制钢水中铝含量和酸溶铝比例，需要对铝线喂入操作进行调整。,3,、过程分析及解决办法,问题分析,2024/11/18,11,3.5精炼喂铝线 LF开始投用的初期，由于考,3.5,精炼喂铝线,首先在精炼钢水进入,LF,工位时立即喂铝线，进行强化脱氧和初期铝含量控制。根据氧含量水平，将酸溶铝目标值按,0.02%,0.03%,控制。其次在精炼后期根据钢水化验酸溶铝含量，采取在精炼终点前补喂,Al,线的方式，加强前期钢水快速深度脱氧，保证了夹杂物有充分上浮的时间。同时，钢水容易保持合适的酸溶铝含量和比例，脱氧效果稳定。据统计，精炼结束后平均,O,含量（喂,Ca,线前）由原来的,0.003%,0.005%,下降到,0.002%,以下，酸溶铝比例提高了,10%,，钢水铝含量达到目标铝含量值，铝收得率提高,20%,。,3,、过程分析及解决办法,解决办法,2024/11/18,12,3.5精炼喂铝线 首先在精炼钢水进入LF,3.6,精炼喂钙线,采用精炼后期钢水喂钙线，目的是对,Al,2,O,3,进行变性处理，改善钢水流动性。在工艺改进之前，主要是控制精炼钢种的钙线喂入量，对改善钢水流动性未提出相应要求。通过对水口结瘤的残留物成分分析，发现其主要组成物为,CaS,和,CaSiO,3,。,当钙线喂入量少时，不能对钢水中的,Al,2,O,3,进行充分的变性处理；钙线喂入量大时，又容易产生高熔点的,CaS,和,CaSiO,3,。此两种情况均会造成钢水流动性变差。,3,、过程分析及解决办法,问题分析,2024/11/18,13,3.6 精炼喂钙线 采用精炼后期钢水喂钙线，目,3.6,精炼喂钙线,钢水中,Al,2,O,3,变性成为,12CaO,7 Al,2,O,3,夹杂的前提条件为,Ca,与,Al,的比值在,0.13,0.20,。因此，需要根据钢水中,Al,含量的多少喂入相应的钙线数量，而不是一味按钢种控制钙线喂入量。,3,、过程分析及解决办法,解决办法,2024/11/18,14,3.6 精炼喂钙线 钢水中Al2O3变性成为1,问题分析,3,、过程分析及解决办法,3.7,强化钢水温度控制及铸机操作,钢水温度对钢水流动性有双重影响，一方面温度高可以提高钢水流动性，另一方面温度高迫使铸机低速浇铸，,Al,2,O,3,易粘附到水口内壁上，导致水口内径缩小，降低钢水流动性。,铸机浇铸过程是钢水流动性控制的最后阶段，会造成钢水中的,Al,大量氧化，也会影响钢水的流动性。,因此需严格控制中间包钢水温度，以高于液相线温度,10,15,为宜。,保证连铸大包,-,中间包、中间包液面、中间包,-,结晶器保护浇注密封性，提高了精炼钢水流动性。,解决办法,2024/11/18,15,问题分析3、过程分析及解决办法3.7 强化钢水温度控制及铸机,通过强化转炉吹炼控制，降低钢水氧含量，改进精炼造渣、吹氩和喂线等工艺操作，降低钢水中夹杂物，可以提高含铝钢水流动性。,结论一,4,、结论,严格控制中间包钢水温度，以高于液相线温度,10,15,为宜，从而保证铸机的拉速，避免夹杂物在水口的聚集。,结论二,2024/11/18,16,通过强化转炉吹炼控制，降低钢水氧含量，改进精炼造渣、吹氩和喂,Thank You!,2024/11/18,17,Thank You!2023/10/517,